[发明专利]一种块体非晶合金紧固件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种块体非晶合金紧固件及其制造方法，一种块体非晶合金紧固件包括螺栓头和螺栓杆，所述螺栓头和螺栓杆由非晶合金制备，所述螺栓杆内中空，所述螺栓杆的壁厚为0.5～3mm；一种块体非晶合金紧固件的制造方法，包括步骤：熔炼原料、压铸成型、多级冷却、填充镶件、研磨。本发明利用非晶合金将紧固件设计成中空结构，降低壁厚，使其在压铸过程中易于形成非晶，扩展非晶合金产品的应用价值；使用多级冷却工艺增加非晶合金的韧性，防止非晶合金制备的紧固件强度太大，使用过程中崩裂与其接触的其它零件。

技术领域

本发明涉及紧固件技术领域，具体为一种块体非晶合金紧固件及其制造方法。

背景技术

非晶合金材料具有高硬度、高强度、高耐磨、高弹性、高耐腐的优异性能，正是因为这种材料特点使非晶产品的应用非常的广阔。在化工领域中，关键机械零部件需要具备强的耐腐性和屈服强度，否则零件会因腐蚀问题和强度导致设备出现安全隐患。一般使用的耐腐材料是不锈钢316和碳钢或不锈钢加表面处理。但这些材料不具备同时具有高强度和高耐腐的特点。而块体非晶同时具有高强度和高耐腐的特性，但是在产品尺寸(厚度)制作上存在一定的限制，即目前为止，厚度超3mm的产品很难形成块体非晶结构，如果不是非晶就会失去非晶的高强度和高耐腐性能。因此如何将产品设计成壁厚3mm以下，使产压铸时不仅易于形成非晶，又能满足产品结构强度的方法变得很重要。

本发明提供一种块体非晶合金紧固件及其制造方法，用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种块体非晶合金紧固件及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种块体非晶合金紧固件，包括螺栓头1和螺栓杆2，所述螺栓头1和螺栓杆2由非晶合金制备，所述螺栓杆2内中空，所述螺栓杆2的壁厚为0.5～3mm。非晶合金材料具有高硬度、高强度、高耐磨、高弹性、高耐腐的优异性能,但是在产品尺寸(厚度)制作上存在一定的限制，即目前为止，厚度超3mm的产品很难形成块体非晶结构,本结构利用非晶合金将紧固件设计成中空结构，降低壁厚，使其在压铸过程中易于形成非晶，扩展非晶合金产品的应用价值，尤其可以解决化工领域机械紧固零件材料中难以同时具备高耐腐和高强度的问题。

优选的，所述螺栓杆2内设置有镶件3，设置镶件3使得本结构和传统结构的紧固件外形无变化，但是强度和耐腐蚀性能却有极大的提升，且在一定程度上提高了本结构的稳定性能。

优选的，所述非晶合金为锆基合金，所述锆基合金的成分按重量百分比计包括锆53～62％、铜12.3～14.2％、铁5.3～8％、镍12.1～14.3％、铌2.3～4.1％、钛余量。

优选的，所述镶件3由碳钢制备，镶件3也可以为不锈钢。

一种块体非晶合金紧固件的制造方法，包括步骤：

S1.熔炼原料；

S2.压铸成型；

S3.多级冷却；

S4.填充镶件；

S5.研磨。

优选的，还包括：S1.熔炼原料：将原料按照既定配比混合，粉碎，熔炼得到合金浇注液；

S2.压铸成型：将合金浇注液在真空状态下充入模具压铸得到坯件，真空下的无氧或少氧环境使非晶材料在压铸过程中具有更好的流动性和非晶形成能力；

S3.多级冷却：将S2得到的坯件进行冷却，包括

1)一级冷却，在1～10Pa的压力下冷却至280～350℃，冷却速度为10～30℃/s，保温保压时间为5～20s，

2)二级冷却,在常压下冷却至室温，冷却速度为25～32℃/s，保温保压时间为2～6s；